جستجوگران TMOS، مرکز تعالی ARC برای سیستم های فرانوری دگرگون کننده رویکرد مهندسی جدیدی را برای منابع نور روی تراشه ایجاد کرده اند که می تواند منجر به پذیرش گسترده تراشه های فوتونی در لوازم الکترونیکی مصرفی شود.

در تحقیقی که امروز (4 سپتامبر) در Light: Science & Applications منتشر شد تیم دانشگاه ملی استرالیا و همکاران آنها در دانشگاه پلی تکنیک نورث وسترن روشی را برای رشد نانوسیم های چاه چند کوانتومی با کیفیت بالا ساخته شده از مواد نیمه هادی ایندیم، گالیم آرسنید و فسفید ایندیم تشریح کردند.

انتقال نوری اطلاعات از نظر سرعت و کارایی بهتر از انتقال الکتریکی عمل می کند، به همین دلیل صنعت تراشه های فوتونی در دهه گذشته رونق گرفته است. این تراشه ها که به عنوان مدارهای مجتمع فوتونیک نیز شناخته می شوند، اکنون در دستگاه های مخابراتی، وسایل نقلیه خودران، حسگرهای زیستی و دستگاه های مصرفی مانند تلفن های همراه یافت می شوند.
یک نقص کلیدی تراشه های فوتونی فعلی، عدم وجود منبع نور روی تراشه است. در حال حاضر این تراشه ها به یک منبع نور خارجی نیاز دارند که از کوچک سازی بیشتر تراشه ها و دستگاه هایی که فعال می کنند جلوگیری می کند.

لیزرهای نانوسیم کاندیدای عالی برای این منابع نور هستند اما ساخت نانوسیم های با کیفیت بالا با دیواره های جانبی صاف ابعاد کنترل شده و ترکیب کریستالی دقیق که در دمای اتاق کار می کنند، در مقیاس دشوار بوده است.

محققان TMOS و همکاران آنها یک رویکرد مهندسی وجهی چند مرحله ای نوآورانه برای رشد نانوسیم با استفاده از اپیتاکسی ناحیه انتخابی با تکنیک رسوب بخار شیمیایی فلزی آلی ایجاد کرده اند.

دانشجوی دکتری TMOS می گوید: »از طریق این روش جدید رشد اپیتاکسیال، می توانیم به طور دقیق قطر و طول نانوسیم های چاه کوانتومی را با کیفیت کریستالی بالا و مورفولوژی یکنواخت کنترل کنیم. این امکان طراحی حفره های نوری نانوسیم قابل کنترل را فراهم می کند و در نتیجه امکان تنظیم حالت های فضایی و حالت های طولی را فراهم می کند. سپس با تعدیل ترکیب و ضخامت چاه های کوانتومی در نانوسیم ها می توان طول موج لیزر نانوسیم ها را تنظیم کرد و به پوشش وسیعی از محدوده طیفی در باند مخابراتی مادون قرمز نزدیک دست یافت.« فانلو ژانگ می گوید: "فناوری که ما ارائه می دهیم برای رشد اپیتاکسیال در مقیاس بزرگ آرایه های نانوسیم یکنواخت مناسب است. این امکان ساخت دسته ای منابع نور لیزر در مقیاس نانو را در باند مخابراتی مادون قرمز نزدیک فراهم می کند.این رویکرد پتانسیل غلبه بر موانع مرتبط با روش های سنتی ساخت منابع نور یکپارچه روی تراشه از طریق پیوند یا اپیتاکسی ناهمگن را دارد و مسیر امیدوارکننده ای را برای ادغام فوتونی در مقیاس بزرگ نشان می دهد."

لان فو، محقق ارشد TMOS می گوید: "این پیشرفت قابل توجهی به سمت منابع نور روی تراشه و رشد صنعت تراشه های فوتونی است. نکته مهم این است که زمینه را برای تولید انبوه این دستگاه ها فراهم می کند. گام بعدی برای این تحقیق، طراحی و ساخت کنتاکت های الکتریکی برای دستیابی به لیزر تزریق الکتریکی خواهد بود.

منبع:
این نوشته ابتدا در Tech Xplore منتشر شده است.
ارائه شده توسط مرکز تعالی ARC برای سیستم های فرانوری دگرگون کننده. سایت MSN.COM

شیوه های مصرف آب هشدار دهنده شرکت های بزرگ فناوری ایالات متحده با بررسی فزاینده رویه های پایداری مورد توجه قرار گرفته است.

بر اساس تحقیقات اخیر فایننشال تایمز، گسترش سریع زیرساخت های هوش مصنوعی (AI) باعث افزایش مصرف آب غول های فناوری شده است.

در حالی که اثرات زیست محیطی هوش مصنوعی هنوز به طور کامل ارزیابی نشده است، و در حالی که خنک کننده آب باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می شود، به قیمت سطوح بالای مصرف آب تمام می شود.

مراکز داده، که برای خنک کردن سخت افزار با کارایی بالا بسیار مهم هستند، به مشارکت قابل توجهی در این موضوع تبدیل شده اند.

این تاسیسات از مکانیسم های هوا برای دفع گرما استفاده می کنند که منجر به تبخیر تا نه لیتر آب در هر کیلووات ساعت (کیلووات ساعت) انرژی مصرفی می شود.

با توجه به اینکه حدود دو سوم جمعیت جهان حداقل یک ماه در سال با کمبود شدید آب مواجه هستند - که حدود 2.7 میلیارد نفر را تحت تأثیر قرار می دهد - این روند به طور فزاینده ای نگران کننده است.

در سال 2023، مراکز داده در ویرجینیا، که اغلب به عنوان "کوچه مرکز داده" شناخته می شوند، حداقل هفت میلیارد لیتر آب مصرف کردند. مایکروسافت فاش کرد که 42 درصد از مصرف جهانی آب آن از مناطقی است که با تنش آبی مواجه هستند، در حالی که گوگل گزارش داد که 15 درصد از برداشت آب شیرین آن از مناطقی با کمبود آب زیاد سرچشمه می گیرد.

اثرات زیست محیطی هوش مصنوعی تا حدی ارزیابی شده است، اما خواسته های آن مشهود است. سرورهای هوش مصنوعی که به طور قابل توجهی گرمای بیشتری نسبت به سیستم های سنتی تولید می کنند، به شش برابر بیشتر کیلووات در هر رک نیاز دارند. یک تعامل با ChatGPT 5 تا 50 حدود 500 میلی لیتر آب مصرف می کند.

آمازون متعهد شده است که تا سال 2030 "آب مثبت" شود و هدف آن افزایش نظارت بر آب است. با این حال، محیط بانان هشدار می دهند که نیاز روزافزون به زیرساخت های محاسباتی به دلیل پیشرفت های هوش مصنوعی، مسائل مربوط به مصرف آب را تشدید می کند.